機(jī)械電子工程畢業(yè)設(shè)計(jì)-汽車制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及仿真_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、<p><b>  本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>  (20 屆)</b></p><p>  汽車制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及仿真</p><p><b>  誠(chéng)信聲明 </b></p><p>  本人鄭重聲明:本論文及其研究工作是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下獨(dú)立

2、完成的,在完成論文時(shí)所利用的一切資料均已在參考文獻(xiàn)中列出。</p><p>  本人簽名: 年 月 日</p><p><b>  畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</b></p><p>  設(shè)計(jì)題目:汽車制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真</p><p>  設(shè)計(jì)的主要任務(wù)及目標(biāo)</p>

3、<p>  汽車制動(dòng)器是制動(dòng)系中最重要的一個(gè)部件,是制動(dòng)系統(tǒng)中用以產(chǎn)生阻礙汽車運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力的部件。凡是利用固定元件與旋轉(zhuǎn)元件工作表面的摩擦而產(chǎn)生制動(dòng)力矩的制動(dòng)器都成為摩擦制動(dòng)器。摩擦制動(dòng)器可分為鼓式和盤(pán)式兩大類。前者的摩擦副中的旋轉(zhuǎn)元件為制動(dòng)鼓,其工作表面為圓柱面;后者的旋轉(zhuǎn)元件則為圓盤(pán)狀的制動(dòng)盤(pán),以端面為工作表面。</p><p>  2.設(shè)計(jì)的基本要求和內(nèi)容</p><p&

4、gt; ?。?)了解汽車制動(dòng)系統(tǒng)的工作過(guò)程。</p><p> ?。?)熟悉汽車制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程和設(shè)計(jì)參數(shù)。</p><p> ?。?)結(jié)合汽車制動(dòng)性能要求設(shè)計(jì)汽車制動(dòng)器。</p><p> ?。?)結(jié)合三維建模軟件,并實(shí)現(xiàn)制動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)仿真。</p><p><b>  3.主要參考文獻(xiàn)</b></p>

5、<p>  [1] 王望予.汽車設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004 </p><p>  [2] 余志生.汽車?yán)碚揫M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003 </p><p>  [3] 陳家瑞.汽車構(gòu)造[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003 </p><p>  [4] 林秉華.最新汽車設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)[M],黑龍江:黑龍江出版社,2005 </p

6、><p>  [5] 張尉林.汽車制動(dòng)系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出社,2002</p><p><b>  4.進(jìn)度安排</b></p><p>  注:一式4份,系部、指導(dǎo)教師各1份、學(xué)生2份:[畢業(yè)設(shè)計(jì)]及答辯評(píng)分表各一份</p><p>  汽車制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及仿真</p><p>

7、  摘要:汽車的制動(dòng)系是汽車行車安全的保證,許多制動(dòng)法規(guī)對(duì)制動(dòng)系提出了許多詳細(xì)而具體的要求,這是我們?cè)O(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)。</p><p>  從制動(dòng)器的功用及設(shè)計(jì)的要求出發(fā),依據(jù)給定的設(shè)計(jì)參數(shù),進(jìn)行了方案論證。對(duì)各種形式的制動(dòng)器的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比較后,選擇了浮動(dòng)鉗盤(pán)的形式。這樣,制動(dòng)系有較高的制動(dòng)效能和較高的效能因素穩(wěn)定性。隨后,對(duì)盤(pán)式制動(dòng)器的具體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行了詳盡的闡述。</p><p>

8、  選擇了簡(jiǎn)單液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和雙管路系統(tǒng),選用了間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。</p><p>  在設(shè)計(jì)計(jì)算部分,選擇了幾個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù),計(jì)算了制動(dòng)系的主要參數(shù),盤(pán)式制動(dòng)器相關(guān)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算。</p><p>  關(guān)鍵詞: 制動(dòng)器,同步附著系數(shù),制動(dòng)盤(pán),制動(dòng)鉗 </p><p>  Automobile brake system design and simulation<

9、/p><p>  Abstracts:The braking system in a vehicle guaranteed the safety of driving .Many rules and regulations have been made for the braking system in detail, which is the starting of our design.</p>&

10、lt;p>  Firstly, I demonstrate the project on the base of the function of the brake, And analysis their strong point and shortcomings .I choose the form of front-disked. In this way, the braking system have higher brak

11、ing efficiency and high stability of the performance factors. Subsequently, the specific structure of the disc brake design was elaborated in detail.</p><p>  I designed the hydraulic drive system and two-pi

12、pe system and selected clearance automatic adjusting device.</p><p>  In the calculate part .I chosen several structural parameters, calculated the main parameters of the braking system drive mechanism.</

13、p><p>  Key words:disc brakes,synchronous attachment coefficient,brake disc,brake caliper</p><p><b>  目 錄</b></p><p><b>  1 緒論1</b></p><p>  1.1

14、課題研究的目的及意義1</p><p>  1.2制動(dòng)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀1</p><p>  1.3課題設(shè)計(jì)思路3</p><p><b>  2制動(dòng)系統(tǒng)概述5</b></p><p>  2.1制動(dòng)系的類型5</p><p>  2.2汽車制動(dòng)系統(tǒng)組成5</p><p

15、>  2.3 制動(dòng)器的組成6</p><p>  2.4 制動(dòng)器的要求6</p><p>  2.5 制動(dòng)器的種類8</p><p>  3 汽車參數(shù)計(jì)算15</p><p>  3.1汽車的基本參數(shù)15</p><p>  3.2 制動(dòng)系的主要參數(shù)及其選擇16</p><p>

16、;  3.3 盤(pán)式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)與摩擦系數(shù)的確定17</p><p>  3.4 制動(dòng)襯塊的設(shè)計(jì)計(jì)算19</p><p>  3.5 摩擦襯塊磨損特性的計(jì)算20</p><p>  4 制動(dòng)器主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)22</p><p>  4.2 制動(dòng)鉗22</p><p>  4.4 摩擦材料22</

17、p><p>  4.5 盤(pán)式制動(dòng)器間隙的調(diào)整方法及相應(yīng)機(jī)構(gòu)23</p><p>  4.6 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算23</p><p><b>  結(jié) 論26</b></p><p><b>  參考文獻(xiàn)27</b></p><p><b>  致

18、 謝28</b></p><p><b>  附 錄29</b></p><p><b>  1 緒論</b></p><p>  1.1 課題研究的目的及意義</p><p>  汽車的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)涉及到許多領(lǐng)域,其獨(dú)有的安全性、經(jīng)濟(jì)性、舒適性等眾多指標(biāo),也對(duì)設(shè)計(jì)提出了更高的要求。汽

19、車制動(dòng)系統(tǒng)是汽車行駛的一個(gè)重要主動(dòng)安全系統(tǒng),其性能的好壞對(duì)汽車的行駛安全有著重要影響。隨著汽車的形式速度和路面情況復(fù)雜程度的提高,更加需要高性能、長(zhǎng)壽命的制動(dòng)系統(tǒng)。其性能的好壞對(duì)汽車的行駛安全有著重要影響,如果此系統(tǒng)不能正常工作,車上的駕駛員和乘客將會(huì)受到車禍的傷害。</p><p>  汽車是現(xiàn)代交通工具中用得最多、最普遍、也是運(yùn)用得最方便的交通工具。汽車制動(dòng)系統(tǒng)是汽車底盤(pán)上的一個(gè)重要系統(tǒng),它是制約汽車運(yùn)動(dòng)的裝

20、置,而制動(dòng)器又是制動(dòng)系中直接作用制約汽車運(yùn)動(dòng)的一個(gè)關(guān)鍵裝置,是汽車上最重要的安全件。汽車的制動(dòng)性能直接影響汽車的行駛安全性。隨著公路業(yè)的迅速發(fā)展和車流密度的日益增大,人們對(duì)安全性、可靠性的要求越來(lái)越高,為保證人身和車輛安全,必須為汽車配備十分可靠的制動(dòng)系統(tǒng)。車輛在形式過(guò)程中要頻繁進(jìn)行制動(dòng)操作,由于制動(dòng)性能的好壞直接關(guān)系到交通和人身安全,因此制動(dòng)性能是車輛非常重要的性能之一,改善汽車的制動(dòng)性能始終是汽車設(shè)計(jì)制造和使用部門(mén)的重要任務(wù)[3]。

21、</p><p>  現(xiàn)代汽車普遍采用的摩擦式制動(dòng)器的實(shí)際工作性能是整個(gè)制動(dòng)系中最復(fù)雜、最不穩(wěn)定的因素,因此改進(jìn)制動(dòng)器機(jī)構(gòu)、解決制約其性能的突出問(wèn)題具有非常重要的意義。</p><p>  1.2制動(dòng)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀</p><p>  目前,車輛主要還是采用盤(pán)式和鼓式制動(dòng)的組合形式。雖然盤(pán)式制動(dòng)器的使用經(jīng)濟(jì)性現(xiàn)狀有所提高,但是與鼓式制動(dòng)器比起來(lái)還是貴很多。當(dāng)然,氣壓盤(pán)

22、式制動(dòng)器的性能更優(yōu)越,內(nèi)襯的使用壽命更長(zhǎng),維修間隔和保養(yǎng)技術(shù)有進(jìn)一步提升。</p><p>  摩擦材料現(xiàn)在更大程度的向有機(jī)材料類型轉(zhuǎn)變,這對(duì)盤(pán)式制動(dòng)器的發(fā)展來(lái)說(shuō)是一個(gè)契機(jī),可以使得氣壓盤(pán)式制動(dòng)器在更高的溫度下運(yùn)行,而鼓式制動(dòng)器的材料是不能承受這樣的溫度的。鼓式制動(dòng)器的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到了最高限度。</p><p>  因此,汽車制動(dòng)器未來(lái)的發(fā)展重點(diǎn)是浮鉗式盤(pán)式制動(dòng)器。尤其是在前輪安裝的通風(fēng)盤(pán)式

23、制動(dòng)器又是發(fā)展重點(diǎn)。另外,作為需要再增大制動(dòng)力的一種制動(dòng)產(chǎn)品,雙盤(pán)式制動(dòng)器在商用車應(yīng)用的氣壓式雙盤(pán)式制動(dòng)器將是未來(lái)的發(fā)展方向。后輪盤(pán)式制動(dòng)器中,帶駐車制動(dòng)器功能的盤(pán)中鼓式制動(dòng)器將是未來(lái)發(fā)展的一種趨勢(shì)。隨著B(niǎo)BW技術(shù)的發(fā)展,盤(pán)式電動(dòng)制動(dòng)器是未來(lái)發(fā)展的重點(diǎn)方向。</p><p>  在材料選擇方面:80年代以前,國(guó)內(nèi)外都主要采用有石棉樹(shù)脂型摩擦材料用于汽車制動(dòng),但因石棉摩擦產(chǎn)生有毒粉塵吸入人體后對(duì)肺產(chǎn)生影響,以及產(chǎn)生

24、環(huán)境污染,同時(shí)在高速、高溫下,石棉材料的強(qiáng)度、摩擦系數(shù)、耐磨性能等均下降,因此,汽車制動(dòng)系無(wú)石棉化已是一種必然的發(fā)展趨勢(shì)。國(guó)外從70年代就開(kāi)始禁止采用石棉做制動(dòng)材料,我國(guó)在1999年修改的GB12676——1999法規(guī)也明確規(guī)定“2003年10月1日之后,制動(dòng)襯片應(yīng)不含石棉”。目前國(guó)際上第三代摩擦材料誕生——無(wú)石棉有機(jī)物NAO片。主要使用玻璃纖維、芬香族聚酰纖維或其他纖維作為加固材料。其主要優(yōu)點(diǎn)是:無(wú)論在低溫還是高溫都保持良好的制動(dòng)效果

25、,減少磨損,降低噪音,延長(zhǎng)剎車盤(pán)的使用壽命,代表目前摩擦材料的發(fā)展方向。</p><p>  目前國(guó)內(nèi)多以半金屬纖維增強(qiáng)復(fù)合摩擦材料應(yīng)用最為普遍。但一些企業(yè)和地方根據(jù)本地特點(diǎn),也在研究新型摩擦材料,比如有河北夠工業(yè)大學(xué)所承擔(dān)的科研項(xiàng)目“代替石棉制品汽車制動(dòng)摩擦片的研制”中,采用當(dāng)?shù)氐暮E菔w維來(lái)研制摩擦材料取得初步成功;西安交大和廣東省東方劍麻集團(tuán)有限公司聯(lián)合研制采用劍麻作為增強(qiáng)纖維也初步取得成功,根據(jù)報(bào)道該制動(dòng)

26、器摩擦系數(shù)、磨損率、硬度、沖擊韌性等各項(xiàng)性能均能達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、具有摩擦系數(shù)平穩(wěn)、熱恢復(fù)性能好、剎車噪音小、使用壽命長(zhǎng)、低成本等優(yōu)點(diǎn)。另外,國(guó)內(nèi)還有人研究采用水鎂石做摩擦材料。不同的纖維有不同的優(yōu)缺點(diǎn),因此研制一種比較符合各種要求的摩擦材料也就成為人們的追求。但不管如何,未來(lái)汽車制動(dòng)摩擦材料必須是環(huán)?;?、安全化、輕量化以及低成本的原則。</p><p>  另外,現(xiàn)代汽車制動(dòng)控制技術(shù)正朝著電子制動(dòng)控制方向發(fā)展。全電

27、制動(dòng)控制因其巨大的優(yōu)越性,將取代傳統(tǒng)的液壓為主的傳統(tǒng)控制系統(tǒng)。同時(shí),隨著其他汽車電子技術(shù)特別是超大規(guī)模集成電路的發(fā)展,電子元件的成本及尺寸在不斷下降。汽車電子制動(dòng)控制系統(tǒng)將與其他汽車電子系統(tǒng)如汽車電子懸架系統(tǒng)、汽車主動(dòng)式方向擺動(dòng)平穩(wěn)系統(tǒng)、電子導(dǎo)航系統(tǒng)、無(wú)人駕駛系統(tǒng)等融合在一起成為綜合的汽車電子控制系統(tǒng),未來(lái)的汽車中就不存在孤立的制動(dòng)控制系統(tǒng),各種控制單元集中在一個(gè)ECU中,并將逐漸代替常規(guī)的控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)車輛控制的智能化。但是,汽車制動(dòng)

28、控制技術(shù)的發(fā)展受整個(gè)汽車工業(yè)發(fā)展的制約。有一個(gè)巨大的汽車現(xiàn)有及潛在的市場(chǎng)的吸引,各種先進(jìn)的電子技術(shù)、生物技術(shù)、信息技術(shù)以及各種智能技術(shù)才不斷應(yīng)用到汽車制動(dòng)系統(tǒng)中來(lái)。同時(shí)需要各種國(guó)際及國(guó)內(nèi)的相關(guān)法規(guī)的健全,這樣裝備新的制動(dòng)技術(shù)的汽車就會(huì)真正應(yīng)用到汽車的批量生產(chǎn)中。</p><p><b>  1.3課題設(shè)計(jì)思路</b></p><p>  制動(dòng)器是制動(dòng)系中最主要的一個(gè)部

29、件,是制動(dòng)系統(tǒng)中用以產(chǎn)生阻礙車輛的運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力的部件。凡是利用固定元件與旋轉(zhuǎn)元件工作表面的摩擦而產(chǎn)生制動(dòng)力矩的制動(dòng)器都稱為摩擦制動(dòng)器,摩擦制動(dòng)器可分為鼓式和盤(pán)式兩大類。前者的摩擦副中的旋轉(zhuǎn)件為制動(dòng)鼓,其工作表面為圓柱面,如圖1-1(a);后者的旋轉(zhuǎn)元件則為圓盤(pán)狀的制動(dòng)盤(pán),以端面為工作表面,如圖1-1(b)。</p><p> ?。╝) (b)</p

30、><p>  圖1-1制動(dòng)鼓與制動(dòng)盤(pán)</p><p>  目前廣泛使用的是摩擦式制動(dòng)器,盤(pán)式制動(dòng)器的摩擦力產(chǎn)生于同汽車固定部位相連的部件與一個(gè)或幾個(gè)制動(dòng)盤(pán)兩端面之間。其中摩擦材料僅能覆蓋制動(dòng)盤(pán)工作表面的一小部分的盤(pán)式制動(dòng)器稱為鉗盤(pán)式制動(dòng)器;摩擦材料覆蓋制動(dòng)盤(pán)全部工作表面盤(pán)式制動(dòng)器稱為全盤(pán)式制動(dòng)器?,F(xiàn)代汽車中以單盤(pán)單鉗式的鉗盤(pán)式制動(dòng)器應(yīng)用最為廣泛,僅有個(gè)別大噸位礦用自卸車采用單盤(pán)三鉗和雙盤(pán)單鉗的

31、鉗盤(pán)式制動(dòng)器.</p><p><b>  主要設(shè)計(jì)步驟:</b></p><p>  閱讀汽車制動(dòng)器的相關(guān)文獻(xiàn),了解制動(dòng)器的工作原理;</p><p>  明確設(shè)計(jì)范圍和方向,將設(shè)計(jì)目標(biāo)明確為浮動(dòng)鉗盤(pán)式制動(dòng)器;</p><p>  根據(jù)汽車基本參數(shù),,計(jì)算制動(dòng)器零件的相關(guān)參數(shù);</p><p>

32、  根據(jù)參數(shù),通過(guò)solidworks軟件進(jìn)行三維建模,并實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)仿真。</p><p><b>  2制動(dòng)系統(tǒng)概述</b></p><p><b>  2.1制動(dòng)系的類型</b></p><p>  一般汽車制動(dòng)系包括兩套獨(dú)立的系統(tǒng):駐車制動(dòng)系統(tǒng)和行車制動(dòng)系統(tǒng)。駐車制動(dòng)系統(tǒng)是由駕駛員用手操作的,又稱為手制動(dòng)系。它的功能是

33、使已經(jīng)停下來(lái)的汽車駐留原地不動(dòng),如斜坡等各種路面。行車制動(dòng)系統(tǒng)是由駕駛員用腳來(lái)操縱的,因此也被稱為腳制動(dòng)系統(tǒng)。它的功能是使正在行駛中的汽車減速或者在最短的距離內(nèi)停車。在緊急情況下,兩套制動(dòng)系統(tǒng)可以同時(shí)使用,從而增大汽車的制動(dòng)效果。</p><p>  經(jīng)常在山區(qū)行駛的汽車或者某些特殊用途的汽車,為提高行車安全,減輕制動(dòng)器的磨損,還應(yīng)備有輔助制動(dòng)系統(tǒng),在下坡時(shí)用來(lái)穩(wěn)定車速。</p><p>

34、  根據(jù)制動(dòng)能源來(lái)分類,制動(dòng)系統(tǒng)可分為人力制動(dòng)系統(tǒng)、動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)、伺服制動(dòng)系統(tǒng)。以駕駛員作為唯一制動(dòng)來(lái)源的系統(tǒng)成為人力制動(dòng)系統(tǒng)。由發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力轉(zhuǎn)化為氣壓或液壓作為制動(dòng)能源的制動(dòng)系稱為動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)。兼用人力和發(fā)電機(jī)作為制動(dòng)能源的制動(dòng)系統(tǒng)稱為伺服制動(dòng)體統(tǒng)[1]。</p><p>  2.2汽車制動(dòng)系統(tǒng)組成</p><p>  任何制動(dòng)系都是具有以下四個(gè)基本組成部分:</p>&l

35、t;p> ?。?)供能裝置 包括供給、調(diào)節(jié)制動(dòng)所需的能量以及改善傳能介質(zhì)狀態(tài)的各種部件。其中,產(chǎn)生制動(dòng)能量的部分稱為制動(dòng)能源。人的肌膚也可作為制動(dòng)能源。</p><p> ?。?)控制裝置 包括產(chǎn)生制動(dòng)動(dòng)作和控制制動(dòng)效果的各種部件。</p><p> ?。?)傳動(dòng)裝置 包括將制動(dòng)能量傳輸?shù)街苿?dòng)器的各個(gè)部件。</p><p> ?。?)制動(dòng)器 是產(chǎn)生阻礙

36、車輛的運(yùn)動(dòng)活運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力的部件,其中也包括輔助制動(dòng)系中的緩速裝置。</p><p>  目前較為完善的制動(dòng)系還具有制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置、報(bào)警裝置、壓力保護(hù)裝置等附加裝置[2]。</p><p><b>  如圖2-1所示。</b></p><p>  1-制動(dòng)助力器;2-制動(dòng)燈開(kāi)關(guān);3-駐車制動(dòng)與行車制動(dòng)警示燈;4-駐車制動(dòng)接觸裝置;</p&g

37、t;<p>  5-后輪制動(dòng)器 6-制動(dòng)燈;7-駐車制動(dòng)踏板;8-制動(dòng)踏板;9-制動(dòng)主缸;10-制動(dòng)鉗;</p><p>  11-發(fā)動(dòng)機(jī)氣管;12-低壓管;13-制動(dòng)盤(pán)</p><p>  圖2-1 汽車制動(dòng)系統(tǒng)組成</p><p>  2.3 制動(dòng)器的組成</p><p>  任何一套制動(dòng)裝置均由制動(dòng)器和制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)兩部分組

38、成。目前,各類汽車上都是采用的摩擦制動(dòng)器。它是利用固定元件與旋轉(zhuǎn)元件工作表面的摩擦作用產(chǎn)生制動(dòng)力矩的制動(dòng)器。如果制動(dòng)器的旋轉(zhuǎn)元件固定在車輪上,制動(dòng)力矩直接作用在車輪上的制動(dòng)器稱之為車輪制動(dòng)器。若制動(dòng)器的旋轉(zhuǎn)元件固定在傳動(dòng)軸上,制動(dòng)力矩需要經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)橋再分配到兩側(cè)車輪上的制動(dòng)器稱為中央制動(dòng)器。中央制動(dòng)器一般用于駐車制動(dòng)。</p><p>  根據(jù)汽車旋轉(zhuǎn)元件的不同,車輪制動(dòng)器可分為鼓式和盤(pán)式兩類[3]。</p&

39、gt;<p>  2.4 制動(dòng)器的要求</p><p>  汽車制動(dòng)系應(yīng)滿足如下要求。</p><p>  (1)應(yīng)能適應(yīng)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)的規(guī)定。各項(xiàng)性能指標(biāo)除應(yīng)滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的規(guī)定和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)制定的有關(guān)要求外,也應(yīng)考慮銷售對(duì)象所在國(guó)家和地區(qū)的法規(guī)和用戶要求。</p><p>  (2)具有足夠的制動(dòng)效能,包括行車制動(dòng)效能和駐車制動(dòng)效能。行車制動(dòng)效能

40、是由在一定的制動(dòng)初速度下及最大踏板力下的制動(dòng)減速度和制動(dòng)距離駐坡效能是以汽車在良好的路面上能可靠而無(wú)時(shí)間限制地停駐的最大坡度(%)來(lái)衡量的,一般應(yīng)大于25%。</p><p>  (3)工作可靠。為此,汽車至少應(yīng)有行車制動(dòng)和駐車制動(dòng)兩套制動(dòng)裝置,且它們的制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)是各自獨(dú)立的,而行車制動(dòng)裝置的制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)至少應(yīng)有兩套獨(dú)立的管路,當(dāng)其中一套失效時(shí),另一套應(yīng)保證汽車制動(dòng)效能不低于正常值的30%;駐車制動(dòng)裝置應(yīng)采用

41、工作可靠的機(jī)械式制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。</p><p>  (4)制動(dòng)效能的熱穩(wěn)定性好。汽車的高速制動(dòng)、短時(shí)間的頻繁重復(fù)制動(dòng),尤其是下長(zhǎng)坡時(shí)的連續(xù)制動(dòng),均會(huì)引起制動(dòng)器的溫升過(guò)快,溫度過(guò)高。特別是下長(zhǎng)坡時(shí)的獨(dú)立的管路可使制動(dòng)器摩擦副的溫度達(dá)到300℃~400℃.有時(shí)甚至高達(dá)700℃。此時(shí),制動(dòng)器的摩擦系數(shù)會(huì)急劇減小,使制動(dòng)效能迅速下降而發(fā)生所謂的熱衰退現(xiàn)象。制動(dòng)器發(fā)熱衰退,經(jīng)過(guò)散熱、降溫和一定次數(shù)的緩和使用,使摩擦表面得到

42、磨合,其制動(dòng)效能重新恢復(fù),這稱為熱恢復(fù)。提高摩擦材料的高溫摩擦穩(wěn)定性,增大制動(dòng)鼓、盤(pán)的熱容量,改善其散熱性或采用強(qiáng)制冷卻裝置,都是提高抗熱衰退的措施。</p><p>  (5)制動(dòng)效能的水穩(wěn)定性好。制動(dòng)器摩擦表面浸水后,會(huì)因水的潤(rùn)滑作用而使摩擦副的摩擦系數(shù)急劇減小而發(fā)生所謂的“水衰退”現(xiàn)象。一般規(guī)定在出水后反復(fù)制動(dòng)5~15次,即應(yīng)恢復(fù)其制動(dòng)效能。良好的摩擦材料的吸水率低,其摩擦性能恢復(fù)迅速。另外也應(yīng)防止泥沙、污

43、物等進(jìn)入制動(dòng)器摩擦副工作表面,否則會(huì)使制動(dòng)效能降低并加速磨損。某些越野汽車為了防止水和泥沙進(jìn)入而采用封閉制動(dòng)器的措施。</p><p>  (6)制動(dòng)時(shí)的汽車操縱穩(wěn)定性好。即以任何速度制動(dòng),汽車均不應(yīng)失去操縱性和方向穩(wěn)定性。為此。汽車前、后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力矩應(yīng)有適當(dāng)?shù)谋壤?,最好能隨各軸間載荷轉(zhuǎn)移情況而變化;同一車軸上的左、右車輪制動(dòng)器的制動(dòng)力矩應(yīng)相同。否則當(dāng)前輪抱死而側(cè)滑時(shí),將失去操縱性;當(dāng)后輪抱死而側(cè)滑甩尾時(shí),

44、會(huì)失去方向穩(wěn)定性;當(dāng)左、右輪的制動(dòng)力矩差值超過(guò)15%時(shí),會(huì)在制動(dòng)時(shí)發(fā)生汽車跑偏。</p><p>  (7)制動(dòng)踏板和手柄的位置和行程符合人——機(jī)工程學(xué)要求,即操作方便性好,操縱輕便、舒適,能減少疲勞。踏板行程:對(duì)轎車應(yīng)不大于150mm;對(duì)貨車應(yīng)不大于170mm,其中考慮了摩擦襯片或襯塊的容許磨損量。制動(dòng)手柄行程應(yīng)不大于160mm~200mm。各國(guó)法規(guī)規(guī)定,制動(dòng)的最大踏板力一般為500N(轎車)~700N(貨車)

45、。設(shè)計(jì)時(shí),緊急制動(dòng)(約占制動(dòng)總次數(shù)的5%~10%)踏板力的選取范圍:轎車為200N~300N貨車為350N~550N.采用伺服制動(dòng)或動(dòng)力制動(dòng)裝置時(shí)取其小值。應(yīng)急制動(dòng)時(shí)的手柄拉力以不大于400N~500N為宜;駐車制動(dòng)的手柄拉力應(yīng)不大于500N(轎車)~700N(貨車)。</p><p>  (8)作用滯后的時(shí)間要盡可能短,包括從制動(dòng)踏板開(kāi)始動(dòng)作至達(dá)到給定制動(dòng)效能水平所需的時(shí)間(制動(dòng)滯后時(shí)間)和從放開(kāi)踏板至完全解除

46、制動(dòng)的時(shí)間(解除制動(dòng)滯后時(shí)間)。</p><p>  (9)制動(dòng)時(shí)不應(yīng)產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。</p><p>  (10)與懸架、轉(zhuǎn)向裝置不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉,在車輪跳動(dòng)或汽車轉(zhuǎn)向時(shí)不會(huì)引起自行制動(dòng)。</p><p>  (11)制動(dòng)系中應(yīng)有音響或光信號(hào)等警報(bào)裝置,以便能及時(shí)發(fā)現(xiàn)制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)件的故障和功能失效;制動(dòng)系中也應(yīng)有必要的安全裝置,例如一旦主、掛車之間的連接制動(dòng)管路損壞,

47、應(yīng)有防止壓縮空氣繼續(xù)漏失的裝置;在行駛過(guò)程中掛車一旦脫掛,亦應(yīng)有安全裝置驅(qū)使駐車制動(dòng)將其停駐。</p><p>  (12)能全天候使用。氣溫高時(shí)液壓制動(dòng)管路不應(yīng)有氣阻現(xiàn)象;氣溫低時(shí),氣制動(dòng)管路不應(yīng)出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象。</p><p>  (13)制動(dòng)系的機(jī)件應(yīng)使用壽命長(zhǎng),制造成本低;對(duì)摩擦材料的選擇也應(yīng)考慮到環(huán)保要求,應(yīng)力求減小制動(dòng)時(shí)飛散到大氣中的有害于人體的石棉纖維[8]。</p>

48、;<p>  2.5 制動(dòng)器的種類</p><p>  2.5.1鼓式制動(dòng)器</p><p>  鼓式制動(dòng)器是利用制動(dòng)蹄片擠壓制動(dòng)鼓來(lái)獲得制動(dòng)力的,分為內(nèi)張式和外束式兩種。內(nèi)張鼓式制動(dòng)器是以制動(dòng)鼓的內(nèi)圓柱面為工作表面,現(xiàn)代汽車上廣泛使用內(nèi)張?zhí)愎氖街苿?dòng)器。</p><p>  按照驅(qū)動(dòng)制動(dòng)蹄張開(kāi)裝置(也稱為促動(dòng)裝置)的形式不同,鼓式制動(dòng)器可分為輪缸式制動(dòng)

49、器和凸輪式制動(dòng)器。前者是以液壓輪缸作為制動(dòng)蹄促動(dòng)裝置,后者以凸輪作為促動(dòng)裝置。</p><p>  鼓式制動(dòng)器按照制動(dòng)蹄的受力情況不同,可分為領(lǐng)從蹄式(輪缸促動(dòng)、凸輪促動(dòng))、雙領(lǐng)蹄式(單向作用和雙向作用)、自動(dòng)增力式三種[7]。</p><p> ?。╝)領(lǐng)從蹄式(用凸輪張開(kāi));(b)領(lǐng)從蹄式(用制動(dòng)輪缸張開(kāi));(c)雙領(lǐng)蹄式(非雙向,平衡式);(d)雙向雙領(lǐng)蹄式;(e)單向增力式;(f)

50、雙向增力式</p><p>  圖2-2 鼓式制動(dòng)器</p><p><b>  領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器</b></p><p>  如圖2-2(a)(b)所示,若圖上方的旋轉(zhuǎn)箭頭代表汽車前進(jìn)時(shí)制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向(制動(dòng)鼓正向旋轉(zhuǎn)),則蹄1為領(lǐng)蹄,蹄2為從蹄。汽車倒車時(shí)制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向變?yōu)榉聪蛐D(zhuǎn),則相應(yīng)地使領(lǐng)蹄與從蹄也相互對(duì)調(diào)了。這種當(dāng)制動(dòng)鼓正、反方向旋

51、轉(zhuǎn)時(shí)總具有一個(gè)領(lǐng)蹄和一個(gè)從蹄的內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器稱為領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器。領(lǐng)蹄所受的摩擦力使蹄壓得更緊,即摩擦力矩具有“增勢(shì)”的作用,故又稱為增勢(shì)蹄;而從蹄受到的摩擦力使蹄有離開(kāi)制動(dòng)鼓的趨勢(shì),即摩擦力矩具有“減勢(shì)”作用,又稱為減勢(shì)蹄。“增勢(shì)”作用是領(lǐng)蹄所受的法向反力增大,而“減勢(shì)”作用使從蹄所受的法向反力減小。</p><p>  領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器的效能及穩(wěn)定性均處于中等水平,但由于其在汽車前進(jìn)與倒車的制動(dòng)性能不變,且結(jié)構(gòu)

52、簡(jiǎn)單造價(jià)較低,也便于附裝駐車制動(dòng)機(jī)構(gòu),故這種結(jié)構(gòu)仍廣泛用于中、重型載貨汽車的前后輪制動(dòng)器及轎車的后輪制動(dòng)器。</p><p><b>  雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器</b></p><p>  若在汽車前進(jìn)時(shí)兩制動(dòng)蹄均為領(lǐng)蹄的制動(dòng)器,則稱為雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器。顯然,當(dāng)汽車倒車時(shí)這種制動(dòng)器的兩制動(dòng)蹄又都變?yōu)閺奶愎仕址Q為單向領(lǐng)蹄式制動(dòng)器。如圖2-2(c)所示,兩制動(dòng)蹄各用一個(gè)活塞制動(dòng)輪

53、缸推動(dòng),兩套制動(dòng)蹄、制動(dòng)輪缸等機(jī)件在制動(dòng)底板上是以制動(dòng)底板為中心做對(duì)稱布置的,因此,兩蹄對(duì)制動(dòng)鼓作用的合力恰好相互平衡,故屬于平衡式制動(dòng)器。</p><p>  雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器有高的正向制動(dòng)效能,但倒車時(shí)則變成雙從蹄式,使制動(dòng)效能降低。這種結(jié)構(gòu)常用于中級(jí)轎車的前輪制動(dòng)器,這是因?yàn)檫@類汽車前進(jìn)制動(dòng)時(shí),前軸的附著力大于后軸,倒車時(shí)則相反。</p><p> ?。?)雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器</

54、p><p>  如圖2-2(d)當(dāng)制動(dòng)鼓正向和反向旋轉(zhuǎn)時(shí),兩制動(dòng)器均為領(lǐng)蹄式制動(dòng)器時(shí)則稱為雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器。它也屬于平衡制動(dòng)器。由于雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器在汽車前進(jìn)及倒車時(shí)的制動(dòng)性能不變,因此廣泛用于中、輕型載貨汽車和部分轎車的前后車輪,但用作后輪制動(dòng)器時(shí),則需另設(shè)中央制動(dòng)器用于駐車制動(dòng)。</p><p>  圖2-3 雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器</p><p><b>

55、;  單向增力式制動(dòng)器</b></p><p>  如圖2-2(e)單向增力式制動(dòng)器如圖所示,兩蹄下端以頂桿相連接,第二制動(dòng)蹄支撐其上端制動(dòng)底板上的支撐銷上。由于制動(dòng)時(shí)兩蹄的法向反力不能相互平衡,因此它居于一種非平衡式制動(dòng)器。單向增力式制動(dòng)器在汽車前進(jìn)制動(dòng)時(shí)的制動(dòng)效能很高,且高于前述的各種制動(dòng)器,但在倒車制動(dòng)時(shí),其制動(dòng)效能卻是最低的。因此,它僅用于少數(shù)輕、中型貨車和轎車上作為前輪制動(dòng)器。</p&

56、gt;<p><b>  雙向增力式制動(dòng)器</b></p><p>  如圖2-2(f)將單向增力式制動(dòng)器的活塞式制動(dòng)輪缸換成雙活塞式制動(dòng)輪缸,其上端的支撐銷也作為兩蹄共用的,則成為雙向增力式制動(dòng)器。對(duì)雙向增力式制動(dòng)器來(lái)說(shuō),無(wú)論汽車前進(jìn)還是后退,該制動(dòng)器均為增力式制動(dòng)器。</p><p>  雙向增力式制動(dòng)器在大型高速轎車上用的較多,而且常常將其作為行車

57、制動(dòng)與駐車制動(dòng)共用的制動(dòng)器。但行車制動(dòng)是由液壓經(jīng)制動(dòng)輪缸產(chǎn)生制動(dòng)蹄的張開(kāi)力進(jìn)行制動(dòng),而駐車制動(dòng)則是用制動(dòng)操縱手柄通過(guò)鋼索拉繩及杠桿等機(jī)械操縱系統(tǒng)進(jìn)行操縱。雙向增力式制動(dòng)器也廣泛用作汽車的中央制動(dòng)器,因?yàn)橹囍苿?dòng)要求制動(dòng)器正向、反向的制動(dòng)效能很高,而且駐車制動(dòng)若不用于應(yīng)急制動(dòng)時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生高溫,故其熱衰退問(wèn)題并不突出[6]。</p><p>  2.5.2 盤(pán)式制動(dòng)器</p><p>  按摩

58、擦副中固定元件的結(jié)構(gòu)不同,盤(pán)式制動(dòng)器分為鉗盤(pán)式和全盤(pán)式制動(dòng)器兩大類。</p><p>  鉗盤(pán)式制動(dòng)器的固定摩擦元件是兩塊帶有摩擦襯塊的制動(dòng)塊,后者裝在以螺栓固定于轉(zhuǎn)向節(jié)或橋殼上的制動(dòng)鉗體中。兩塊制動(dòng)塊之間裝有作為旋轉(zhuǎn)元件的制動(dòng)盤(pán),制動(dòng)盤(pán)用螺栓固定于輪轂上。制動(dòng)塊的摩擦襯塊與制動(dòng)盤(pán)的接觸面積很小,在盤(pán)上所占的中心角一般僅約30°~50°,因此這種盤(pán)式制動(dòng)器又稱為點(diǎn)盤(pán)式制動(dòng)器。其結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,質(zhì)量

59、小,散熱性較好,且借助于制動(dòng)盤(pán)的離心力作用易于將泥水、污物等甩掉,維修也方便。但由于摩擦襯塊的面積較小,制動(dòng)時(shí)其單位壓力很高,摩擦面的溫度較高,故對(duì)摩擦材料的要求較高。</p><p>  1—轉(zhuǎn)向節(jié)(或橋殼)2—調(diào)整墊片3—活塞4—制動(dòng)塊總成5-導(dǎo)向支承銷 </p><p>  6—制動(dòng)鉗體7—輪輞8—回位彈簧9—制動(dòng)盤(pán)10—輪轂</p><p>  圖2-4 固

60、定鉗式盤(pán)式制動(dòng)器</p><p>  全盤(pán)式制動(dòng)器的固定摩擦元件和旋轉(zhuǎn)元件均為圓盤(pán)形,制動(dòng)時(shí)各盤(pán)摩擦表面全部接觸。其工作原理如摩擦離合器,故又稱為離合器式制動(dòng)器。用得較多的是多片全盤(pán)式制動(dòng)器,以便獲得較大的制動(dòng)力。但這種制動(dòng)器的散熱性能較差,故多為油冷式,結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。</p><p>  鉗盤(pán)式制動(dòng)器按制動(dòng)鉗的結(jié)構(gòu)型式又可分為以下幾種:</p><p> ?。?)固

61、定鉗式盤(pán)式制動(dòng)器</p><p>  如圖2-4所示,在制動(dòng)鉗體上有兩個(gè)液壓油缸,其中各裝有一個(gè)活塞。當(dāng)壓力油液進(jìn)入兩個(gè)油缸活塞外腔時(shí),推動(dòng)兩個(gè)活塞向內(nèi)將位于制動(dòng)盤(pán)兩側(cè)的制動(dòng)塊總成壓緊到制動(dòng)盤(pán)上,從而將車輪制動(dòng)。當(dāng)放松制動(dòng)踏板使油液壓力減小時(shí),回位彈簧又將兩制動(dòng)塊總成及活塞推離制動(dòng)盤(pán)。這種型式也稱為對(duì)置活塞式或浮動(dòng)活塞式固定鉗式盤(pán)式制動(dòng)器。</p><p> ?。?)浮動(dòng)鉗式盤(pán)式制動(dòng)器&l

62、t;/p><p>  浮動(dòng)鉗式盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)鉗體是浮動(dòng)的。其浮動(dòng)方式有兩種,一種是制動(dòng)鉗體可作平行滑動(dòng);另一種是制動(dòng)鉗體可繞一支承銷擺動(dòng)(見(jiàn)圖2-5)。因而有滑動(dòng)鉗式盤(pán)式制動(dòng)器和擺動(dòng)鉗式盤(pán)式制動(dòng)器之分。但它們的制動(dòng)油缸均為單側(cè)的,且與油缸同側(cè)的制動(dòng)塊總成是活動(dòng)的,而另一側(cè)的制動(dòng)塊總成則固定在鉗體上。制動(dòng)時(shí)在油液壓力作用下,活塞推動(dòng)該側(cè)活動(dòng)的制動(dòng)塊總成壓靠到制動(dòng)盤(pán),而反作用力則推動(dòng)制動(dòng)鉗體連同固定于其上的制動(dòng)塊總成壓

63、向制動(dòng)盤(pán)的另一側(cè),直到兩側(cè)的制動(dòng)塊總成受力均等為止。對(duì)擺動(dòng)鉗式盤(pán)式制動(dòng)器來(lái)說(shuō),鉗體不是滑動(dòng)而是在與制動(dòng)盤(pán)垂直的平面內(nèi)擺動(dòng)。這樣就要求制動(dòng)摩擦襯塊應(yīng)預(yù)先做成楔形的(摩擦表面對(duì)背面的傾斜角為6°左右)。在使用過(guò)程中,摩擦襯塊逐漸磨損到各處殘存厚度均勻(一般約為l mm)后即應(yīng)更換。</p><p>  (a)滑動(dòng)鉗式盤(pán)式制動(dòng)器 (b)擺動(dòng)鉗式盤(pán)式制動(dòng)器</p><p>  1—制動(dòng)盤(pán)

64、;2—制動(dòng)鉗體;3—制動(dòng)塊總成;4—帶磨損警報(bào)裝置的制動(dòng)塊總成;</p><p>  5—活塞; 6—制動(dòng)鉗支架; 7—導(dǎo)向銷</p><p>  圖2-5 浮動(dòng)鉗式盤(pán)式制動(dòng)器工作原理圖</p><p>  固定鉗式盤(pán)式制動(dòng)器在汽車上的應(yīng)用是早于浮動(dòng)鉗式的,其制動(dòng)鉗的剛度好,除活塞和制動(dòng)塊外無(wú)其他滑動(dòng)件,但由于需采用兩個(gè)油缸分置于制動(dòng)盤(pán)的兩側(cè),使結(jié)構(gòu)尺寸較大,布置較

65、困難;需兩組高精度的液壓缸和活塞,成本較高;制動(dòng)熱經(jīng)制動(dòng)鉗體上的油路傳給制動(dòng)油液,易使其由于溫度過(guò)高而產(chǎn)生氣泡影響制動(dòng)效果。另外,由于兩側(cè)制動(dòng)塊均靠活塞推動(dòng),難于兼用于由機(jī)械操縱的駐車制動(dòng),必須另加裝一套駐車制動(dòng)用的輔助制動(dòng)鉗,或是采用盤(pán)鼓結(jié)合式后輪制動(dòng)器,其中作為駐車用的鼓式制動(dòng)器由于直徑較小,只能是雙向增力式的,這種“盤(pán)中鼓”的結(jié)構(gòu)很緊湊,但雙向增力式制動(dòng)器的調(diào)整不方便。</p><p>  浮動(dòng)鉗式盤(pán)式制動(dòng)

66、器只在制動(dòng)盤(pán)的一側(cè)裝油缸,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,造價(jià)低廉,易于布置,結(jié)構(gòu)尺寸緊湊,可以將制動(dòng)器進(jìn)一步移近輪轂,同一組制動(dòng)塊可兼用于行車和駐車制動(dòng)。浮動(dòng)鉗由于沒(méi)有跨越制動(dòng)盤(pán)的油道或油管,減少了油液的受熱機(jī)會(huì),單側(cè)油缸又位于盤(pán)的內(nèi)側(cè),受車輪遮蔽較少,使冷卻條件較好。另外,單側(cè)油缸的活塞比兩側(cè)油缸的活塞要長(zhǎng),也增大了油缸的散熱面積,因此制動(dòng)油液溫度比固定鉗式的低30℃~50℃,汽化的可能性較小。但由于制動(dòng)鉗體是浮動(dòng)的,必須設(shè)法減少滑動(dòng)處或擺動(dòng)中心處的摩擦

67、、磨損和噪聲。</p><p>  與鼓式制動(dòng)器相比,盤(pán)式制動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)有:</p><p>  工作表面為平面,不易發(fā)生較大的變形,制動(dòng)效能較為穩(wěn)定。</p><p>  浸水后效能降低較小,而且只需經(jīng)一兩次制動(dòng)即可恢復(fù)正常。</p><p>  輸出制動(dòng)力矩相同的情況下,制動(dòng)器的尺寸和質(zhì)量一般較小。</p><p>

68、  熱穩(wěn)定性好,制動(dòng)盤(pán)只在徑向膨脹,沿厚度方向的熱膨脹量極小,不影響制動(dòng)。</p><p>  較容易實(shí)現(xiàn)間隙自動(dòng)調(diào)整,其他保養(yǎng)修理作業(yè)也較簡(jiǎn)單。</p><p>  盤(pán)式制動(dòng)器的不足之處是:</p><p>  (1)效能較小,因此用于液壓式制動(dòng)系時(shí)所需制動(dòng)促動(dòng)管路壓力較高,一般要用伺服系統(tǒng)。</p><p> ?。?)兼用于駐車制動(dòng)時(shí),需

69、要加裝的駐車制動(dòng)傳動(dòng)裝置較鼓式制動(dòng)器復(fù)雜,因而在后輪上的應(yīng)用受到限制。</p><p>  通過(guò)以上分析,并且由于目前固定鉗盤(pán)式制動(dòng)器已很少采用,且缺點(diǎn)較多,所以我選擇綜合性能更好的浮動(dòng)鉗式盤(pán)式制動(dòng)器。</p><p><b>  3 汽車參數(shù)計(jì)算</b></p><p>  3.1汽車的基本參數(shù)</p><p>  給

70、出的軒逸2.0自動(dòng)豪華版整車參數(shù)如表3-1所示:</p><p>  表3-1 軒逸2.0自動(dòng)豪華版整車參數(shù)</p><p><b>  其它參數(shù)的確定:</b></p><p><b> ?。?)輪滾動(dòng)半徑</b></p><p>  由于軒逸2.0自動(dòng)豪華版轎車采用輪胎規(guī)格為195/60 R16

71、,其中名義斷面寬度為195mm,扁平率為60%,輪轂名義直徑為16英寸,換算過(guò)來(lái)為。</p><p><b>  故車輪滾動(dòng)半徑為</b></p><p> ?。?)空滿載時(shí)質(zhì)心距前軸距離,;空滿載時(shí)質(zhì)心距后軸距離 ,</p><p>  空載時(shí), =1080mm , =1620mm;</p><p>  滿載時(shí),=13

72、45mm,=1355mm。</p><p>  (3)空滿載時(shí)的軸荷分配</p><p>  空載時(shí),前軸負(fù)荷 (3-1)</p><p>  后軸負(fù)荷 (3-2)</p><p>  滿載時(shí),前軸負(fù)荷 (3-3)</p>

73、;<p>  后軸負(fù)荷 (3-4) </p><p> ?。?)空滿載時(shí)的質(zhì)心高度, </p><p>  空載時(shí), =684mm;</p><p>  滿載時(shí), =664mm。</p><p>  3.2 制動(dòng)系的主要參數(shù)及其選擇</p><p>  3.2.1 制

74、動(dòng)力與制動(dòng)力分配系數(shù)</p><p>  定義前、后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力為、,理想的前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線公式[10]:</p><p><b>  滿載時(shí), </b></p><p>  式中,—前軸車輪的制動(dòng)器制動(dòng)力;</p><p>  —后輪車輪的制動(dòng)器制動(dòng)力;</p><p><

75、b>  — 汽車重力;</b></p><p>  —汽車質(zhì)心離后軸距離;</p><p><b>  —汽車質(zhì)心告訴;</b></p><p><b>  — 汽車軸距</b></p><p>  現(xiàn)在,多數(shù)汽車的前后制動(dòng)器制動(dòng)力之比為固定值,常用前制動(dòng)力與總制動(dòng)力之比來(lái)表明分配

76、比例。稱之為制動(dòng)配分系數(shù)。用β表示</p><p><b>  =/+</b></p><p><b>  所以,/=</b></p><p>  若為一條過(guò)原點(diǎn)的直線,且斜率為</p><p>  這條直線成為實(shí)際前后制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線,簡(jiǎn)稱β線。</p><p>  根

77、據(jù)參閱資料,取=0.7,</p><p><b>  根據(jù)</b></p><p>  可算出=7607N =3746N</p><p>  3.2.2 制動(dòng)器最大制動(dòng)力矩</p><p>  最大總制動(dòng)力 </p><p>  最大總制動(dòng)力矩 </p><p&g

78、t;  一個(gè)制動(dòng)器的總制動(dòng)力矩 </p><p>  3.2.3 制動(dòng)器因數(shù)</p><p>  對(duì)于鉗盤(pán)式制動(dòng)器,設(shè)兩側(cè)制動(dòng)塊對(duì)制動(dòng)盤(pán)的壓緊力均為P,則制動(dòng)盤(pán)在其兩側(cè)工作面的作用半徑上所受的摩擦力為2 fp,此處f 為盤(pán)與制動(dòng)襯塊間的摩擦系數(shù),于是鉗盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)器因數(shù)為。</p><p>  3.3 盤(pán)式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)與摩擦系數(shù)的確定</p>

79、<p>  3.3.1制動(dòng)盤(pán)直徑D</p><p>  制動(dòng)盤(pán)直徑D應(yīng)盡可能取大些,這時(shí)制動(dòng)盤(pán)的有效半徑得到增加,可以減小制動(dòng)鉗的夾緊力,降低襯塊的單位壓力和工作溫度。受輪輞直徑的限制,制動(dòng)盤(pán)的直徑通常選擇為輪輞直徑的70%~79%,取76%[5]。</p><p>  由于輪胎規(guī)格為195/60 R16,所以輪輞直徑為16英寸,即406.4mm,</p><

80、p>  故制動(dòng)盤(pán)直徑,取309mm。</p><p>  3.3.2 制動(dòng)盤(pán)厚度h</p><p>  制動(dòng)盤(pán)厚度h對(duì)制動(dòng)盤(pán)質(zhì)量和工作時(shí)的溫升有影響,為使質(zhì)量小些,制動(dòng)盤(pán)不宜取得很大,為了減少溫升,制動(dòng)盤(pán)厚度又不宜取得過(guò)小,制動(dòng)盤(pán)可以作成實(shí)心的,或者為了散熱通風(fēng)需要在制動(dòng)盤(pán)中間鑄出通風(fēng)孔道,而我設(shè)計(jì)的軒逸2.0自動(dòng)豪華版轎車前盤(pán)式制動(dòng)器采用的便是通風(fēng)盤(pán)式,而通風(fēng)式制動(dòng)盤(pán)厚度取為20~

81、50mm,取35mm。</p><p>  設(shè)計(jì)結(jié)果見(jiàn)圖3-1所示。</p><p><b>  圖3-1 制動(dòng)盤(pán)</b></p><p>  3.3.3 摩擦襯塊外半徑R2、內(nèi)半徑R1與厚度b</p><p>  推薦摩擦襯塊外半徑與內(nèi)半徑的比值不大于1.5。若此比值偏大,工作時(shí)襯塊的外緣與內(nèi)側(cè)圓周速度相差較多,磨損不

82、均勻,接觸面積減少,最終將導(dǎo)致制動(dòng)力矩變化大[4]。</p><p>  選/=1.4,由于摩擦襯塊外半徑略小于制動(dòng)盤(pán)半徑=154.5mm,取150mm。</p><p>  所以=/1.4=150/1.4=107mm,</p><p>  參考其他類似車型,選定厚度b=14mm</p><p>  3.3.4 制動(dòng)襯塊工作面積A</p

83、><p>  由于制動(dòng)襯塊為扇形,選定其到圓心的夾角為,故工作面積</p><p><b>  ,見(jiàn)圖3-2所示。</b></p><p><b>  圖3-2 制動(dòng)襯塊</b></p><p>  3.3.5 摩擦襯塊摩擦系數(shù)f</p><p>  選擇摩擦襯塊時(shí),不僅希望其摩

84、擦系數(shù)要高些,更要求其熱穩(wěn)定性要好,受溫度和壓力的影響要小。不能單純地追求摩擦材料的高摩擦系數(shù),各種制動(dòng)器用摩擦材料的摩擦系數(shù)的穩(wěn)定值約為 0.3~0.5,一般來(lái)說(shuō),摩擦系數(shù)愈高的材料,其耐磨性愈差,所以在制動(dòng)器設(shè)計(jì)時(shí)并非一定要追求高摩擦系數(shù)的材料。在假設(shè)的理想條件下計(jì)算制動(dòng)器的制動(dòng)力矩,為使計(jì)算結(jié)果接近實(shí)際,取f =0.3。</p><p>  另外,在選擇摩擦材料時(shí),應(yīng)盡量采用減少污染和對(duì)人體無(wú)害的材料,故選

85、用粉末冶金材料。</p><p>  3.4 制動(dòng)襯塊的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>  假定襯塊的摩擦面全部與制動(dòng)盤(pán)接觸,且各處單位壓力分布均勻,則制動(dòng)器的制動(dòng)力矩為,式中f 為摩擦系數(shù);為單側(cè)制動(dòng)塊對(duì)制動(dòng)盤(pán)的壓緊力;R 為作用半徑[9]。</p><p>  由于所設(shè)計(jì)的軒逸2.0自動(dòng)豪華版轎車前盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)襯塊采用扇形摩擦表面,其徑向?qū)挾炔皇呛艽?,取R 等于平

86、均半徑或有效半徑,在實(shí)際中已經(jīng)足夠精確,如圖3-3所示。</p><p>  圖3-3 鉗盤(pán)式制動(dòng)器的作用半徑計(jì)算用圖</p><p><b>  平均半徑為</b></p><p>  有效半徑是扇形表面的面積中心至制動(dòng)盤(pán)中心的距離,如下式所示,</p><p><b>  式中,。</b><

87、;/p><p>  3.5 摩擦襯塊磨損特性的計(jì)算</p><p>  摩擦襯塊的磨損受溫度、摩擦力、滑磨速度。制動(dòng)盤(pán)的材質(zhì)及加工情況,以及襯塊本身材質(zhì)等許多因素的影響。因此在理論上計(jì)算磨損性能極為困難,但實(shí)驗(yàn)表明,影響磨損的最重要的因素還是摩擦表面的溫度和摩擦力。</p><p>  目前,各國(guó)常采用的作為評(píng)價(jià)能量符合的指標(biāo)是比能量耗散率,即單位時(shí)間內(nèi)襯塊單位摩擦面積

88、耗散的能量,通常所用的計(jì)量單位為。</p><p>  軒逸2.0自動(dòng)豪華版轎車的前輪制動(dòng)器的比能量耗散率為:</p><p>  式中,為汽車總質(zhì)量(kg);δ為汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù);、為制動(dòng)初速度和終速度(m/ s);j為制動(dòng)減速度();t為制動(dòng)時(shí)間(s);為前制動(dòng)器襯塊的摩擦面積();β為制動(dòng)力分配系數(shù)。</p><p>  在緊急制動(dòng)到停車的情況下,=0,并

89、可以認(rèn)為δ=1,故</p><p>  據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)推薦,計(jì)算時(shí)取減速度j =0.6g,制動(dòng)初速度,乘用車用100km/h(27.8m/s)。而=57.8=5780,代入得:</p><p><b>  =</b></p><p>  另外,用襯塊單位摩擦面積的制動(dòng)器摩擦力即比摩擦力計(jì)算襯塊磨損特性。單個(gè)前輪制動(dòng)器的比摩擦力為。</p>

90、;<p>  式中,為單個(gè)制動(dòng)器的制動(dòng)力矩;R 為制動(dòng)襯塊平均半徑;A 為單個(gè)前輪制動(dòng)器的襯塊摩擦面積。</p><p>  當(dāng)前輪處于最大制動(dòng)力矩時(shí),代入數(shù)值得:</p><p>  單個(gè)前輪制動(dòng)器的比摩擦力為==1.6N/mm2</p><p>  4 制動(dòng)器主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p><b>  4.1

91、制動(dòng)盤(pán)</b></p><p>  制動(dòng)盤(pán)結(jié)構(gòu)形狀有平板形和禮帽形,由于所設(shè)計(jì)的是鉗盤(pán)式制動(dòng)器,故采用后者即禮帽形制動(dòng)盤(pán),其圓柱部分長(zhǎng)度取決于布置尺寸。為了改善冷卻,所設(shè)計(jì)的鉗盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)盤(pán)鑄成中間有徑向通風(fēng)槽的雙層盤(pán),可大大增加散熱面積,但盤(pán)的整體厚度較大。</p><p>  制動(dòng)盤(pán)工作面的加工精度應(yīng)達(dá)到下述要求:平面度小于等于0.01mm,表面粗糙度值小于等于0.06

92、mm,兩摩擦表面的不平行度小于等于0.01mm,制動(dòng)盤(pán)的端面圓跳動(dòng)小于等于0.03mm。</p><p><b>  4.2 制動(dòng)鉗</b></p><p>  制動(dòng)鉗由球墨鑄鐵QT400-18制造,做成整體的,其外緣留有開(kāi)口,以便不必拆下制動(dòng)器便可檢查或更換制動(dòng)塊。制動(dòng)鉗體應(yīng)有高的強(qiáng)度和剛度。在鉗體中加工出制動(dòng)油缸。為了減少傳給制動(dòng)液的熱量,將杯形活塞的開(kāi)口端頂靠制

93、動(dòng)塊的背板?;钊射撝圃欤瑸榱颂岣吣湍p性能,活塞的工作表面要進(jìn)行鍍鉻處理。</p><p><b>  4.3 制動(dòng)塊</b></p><p>  制動(dòng)塊由背板和摩擦襯塊構(gòu)成,兩者直接牢固地壓嵌在一起。襯塊為扇形?;钊麘?yīng)能壓住盡量多的制動(dòng)塊面積,以免襯塊發(fā)生卷角而引起尖叫聲。制動(dòng)塊背板由鋼板制成。設(shè)計(jì)的盤(pán)式制動(dòng)器裝有襯塊磨損達(dá)極限時(shí)的警報(bào)裝置,以便及時(shí)更換摩擦襯塊。

94、</p><p><b>  4.4 摩擦材料</b></p><p>  制動(dòng)摩擦材料應(yīng)具有高而穩(wěn)定的摩擦系數(shù),抗熱衰退性能好,不能在溫度升到某一數(shù)值后摩擦系數(shù)突然急劇下降,材料的耐磨性好,吸水率低,有較高的耐擠壓和耐沖擊性能;制動(dòng)時(shí)不產(chǎn)生噪聲和不良?xì)馕?,?yīng)盡量采用少污染和對(duì)人體無(wú)害的摩擦材料。</p><p>  經(jīng)過(guò)綜合考慮,制動(dòng)盤(pán)采用摩

95、擦性能良好的珠光體灰鑄鐵鑄造,為保證足夠的強(qiáng)度和耐磨性能,其牌號(hào)為HT250。</p><p>  摩擦襯塊選用減少污染和對(duì)人體無(wú)害的粉末冶金材料。</p><p>  4.5 盤(pán)式制動(dòng)器間隙的調(diào)整方法及相應(yīng)機(jī)構(gòu)</p><p>  制動(dòng)盤(pán)與摩擦襯塊之間在未制動(dòng)的狀態(tài)下應(yīng)有工作間隙,以保證制動(dòng)盤(pán)能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。一般,盤(pán)式制動(dòng)器的設(shè)定間隙為0.1~0.3mm.此間隙的存在

96、會(huì)導(dǎo)致踏板或手柄的行程損失,因而間隙量應(yīng)盡可能小??紤]到在制動(dòng)過(guò)程中摩擦副可能產(chǎn)生機(jī)械變形和熱變形,因此制動(dòng)器在冷卻狀態(tài)下應(yīng)有的間隙應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定。另外,制動(dòng)器在工作過(guò)程中會(huì)因?yàn)槟Σ烈r塊的磨損而加大,因此制動(dòng)器必須設(shè)有間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)。</p><p>  所設(shè)計(jì)的軒逸2.0自動(dòng)豪華版轎車前盤(pán)式制動(dòng)器的間隙自調(diào)方式是利用制動(dòng)鉗中的橡膠密封圈的極限彈性變形量,來(lái)保持制動(dòng)時(shí)為消除設(shè)定間隙所需的活塞設(shè)定行程Δ。當(dāng)襯塊磨損

97、而導(dǎo)致所需的活塞形成大于Δ時(shí),活塞可在液壓作用下克服密封圈的摩擦力,繼續(xù)前移到實(shí)現(xiàn)完全制動(dòng)為止?;钊c密封圈之間,這一不可恢復(fù)的相對(duì)位移便補(bǔ)償了過(guò)量間隙[8]。</p><p>  4.6 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>  4.6.1 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式選擇</p><p><b>  液壓式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu):</b><

98、;/p><p><b>  優(yōu)點(diǎn):</b></p><p>  a.制動(dòng)時(shí)可以得到必要安全性,因?yàn)橐簤合到y(tǒng)內(nèi)系統(tǒng)內(nèi)壓力相等,左右輪制動(dòng)同時(shí)進(jìn)行;</p><p>  b.易保證制動(dòng)力正確分配到前、后輪,因?yàn)榍啊⒑筝喎直每梢宰龀霾煌睆剑?lt;/p><p>  c.車振或懸架變形不發(fā)生自行制動(dòng);</p><p

99、>  d.不須潤(rùn)滑和時(shí)常調(diào)整;</p><p><b>  缺點(diǎn):</b></p><p>  a當(dāng)管路一處泄漏,則系統(tǒng)失效;</p><p>  b低溫油液變濃,高溫則汽化; </p><p><b>  c不可長(zhǎng)時(shí)間制動(dòng)。</b></p><p>  但綜合來(lái)看,油

100、壓制動(dòng)還是可取的,且得到了廣泛的應(yīng)用。</p><p>  4.6.2制動(dòng)管路的選擇</p><p>  出于取安全上的考慮,汽車制動(dòng)應(yīng)至少有兩套獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)制動(dòng)器的管路。汽車的雙回路制動(dòng)系統(tǒng)有以下常見(jiàn)的五種分路形式:</p><p>  1 一軸對(duì)一軸(Ⅱ)型(圖a),前軸制動(dòng)器與后橋制動(dòng)器各用一個(gè)回路;</p><p>  2 交叉(X)型

101、(圖b),前軸的一側(cè)車輪制動(dòng)器與后橋的對(duì)側(cè)車輪制動(dòng)器同屬一個(gè)回路;</p><p>  3 一軸半對(duì)半軸(HI)型(圖c),每側(cè)前制動(dòng)器的半數(shù)輪缸和全部后制動(dòng)器輪缸屬于一個(gè)回路,其余的前輪缸則屬于另一個(gè)回路;</p><p>  4 .半軸一輪對(duì)半軸一輪(LL)型(圖d),兩個(gè)回路分別對(duì)兩側(cè)前輪制動(dòng)器的半數(shù)輪缸和一個(gè)后輪制動(dòng)器作用;</p><p>  5 雙半軸對(duì)

102、雙半軸(HH)型(圖e),每個(gè)回路均只對(duì)每個(gè)前后制動(dòng)器的半數(shù)輪缸起作用。</p><p>  其中Ⅱ型的管路布置最為簡(jiǎn)單,成本較低,目前在各種汽車特別是在貨車上用的最廣泛。但這種型式后制動(dòng)回路失效,則一旦前輪抱死即極易喪失轉(zhuǎn)彎能力。</p><p>  X型的結(jié)構(gòu)也很簡(jiǎn)單。直行制動(dòng)時(shí)任何一回路失效,剩余總制動(dòng)力都能保持正常值的50%。但一旦某一管路損壞則造成制動(dòng)力不對(duì)稱,使汽車喪生穩(wěn)定性。

103、因此該方案適用于主銷偏移距為負(fù)值的汽車上,以改善汽車穩(wěn)定性。</p><p>  HI、HH、LL型的結(jié)構(gòu)都較為復(fù)雜,本次設(shè)計(jì)不予考慮。X型的布置方案可適于本次設(shè)計(jì)。</p><p>  a) 一軸對(duì)一軸(Ⅱ)型;b) 交叉(X)型;c) 一軸半對(duì)半軸(HI)型</p><p>  d) 半軸一輪對(duì)半軸一輪(LL)型;e) 雙半軸對(duì)雙半軸(HH)型</p>

104、;<p>  圖4-1 汽車雙回路管路形式</p><p><b>  結(jié)論</b></p><p>  本設(shè)計(jì)主要思考了關(guān)于制動(dòng)器結(jié)構(gòu)形式選擇、主要參數(shù)選擇、相關(guān)參數(shù)計(jì)算,其中以參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程和零件設(shè)計(jì)為重點(diǎn)。</p><p>  在設(shè)計(jì)前期,我就合理安排自己的時(shí)間,搜集大量與制動(dòng)器設(shè)計(jì)相關(guān)的資料,了解了制動(dòng)器的發(fā)展?fàn)顩r,不斷

105、與同學(xué),老師溝通交流遇到的種種問(wèn)題。</p><p>  以下是設(shè)計(jì)過(guò)程中所獲得的結(jié)論和感悟:</p><p> ?。?)對(duì)于盤(pán)式制動(dòng)器設(shè)計(jì)而言,制動(dòng)力分配系數(shù)和同步附著系數(shù)是最重要的參數(shù)之一,牽扯到許多其他參數(shù)。</p><p> ?。?)4個(gè)月的設(shè)計(jì)使我的學(xué)習(xí)能力,搜索能力,繪圖能力得到很好的鍛煉,從零碎的知識(shí)結(jié)構(gòu)走向系統(tǒng)化,三維繪圖的要求,讓我加深了對(duì)soli

106、dworks的學(xué)習(xí)和掌握。</p><p> ?。?)因?yàn)槟芰τ邢蓿谠O(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中,我也發(fā)現(xiàn)了自己存在的不足。比如:對(duì)I曲線和β曲線掌握不夠透徹,對(duì)汽車性能參數(shù)不理解;在三維繪圖過(guò)程中,由于對(duì)solidworks不熟悉,遇到許多問(wèn)題。以后我會(huì)花更多時(shí)間去學(xué)習(xí)這些知識(shí),去掌握solidworks的運(yùn)用。</p><p>  制動(dòng)器是伴隨著汽車的產(chǎn)生所必不可少的一個(gè)系統(tǒng),而且制動(dòng)器經(jīng)過(guò)從鼓式到

107、盤(pán)式,隨著電動(dòng)汽車的產(chǎn)生又衍生出更多的制動(dòng)形式,而且新興的濕式全盤(pán)制動(dòng)器也開(kāi)始出現(xiàn)在我們的生活中,但是因?yàn)楫a(chǎn)品還處在研發(fā)階段。總之,一系列的科技進(jìn)步推動(dòng)了社會(huì)的發(fā)展。希望通過(guò)我的不斷學(xué)習(xí),能為中國(guó)汽車事業(yè)增添微薄之力。</p><p><b>  參考文獻(xiàn)</b></p><p>  [1]王望予.汽車設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004 </p>

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109、;/p><p>  [6]齊志鵬.汽車制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理與檢修[M].北京:人民郵電出版社,2004 </p><p>  [7]吳植民.李明麗等譯.汽車制動(dòng)文集[M].北京:人民郵電出版社,2003 </p><p>  [8]劉惟信.汽車設(shè)計(jì)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2001 </p><p>  [9]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:

110、化學(xué)工業(yè)出版社,2000 </p><p>  [10]劉惟信.汽車制動(dòng)系的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)計(jì)算[M].北京:清華大學(xué)出版社,2004</p><p>  [11]楊曉明 邱清盈 馮培恩 潘雙夏.盤(pán)式制動(dòng)器的全性能優(yōu)化設(shè)計(jì)[A],中國(guó)機(jī)械工程 第16 卷第7 期 2005.4</p><p>  [12]陳因達(dá).上海桑塔納2000Gsi轎車結(jié)構(gòu)圖冊(cè)[M].北京:人民交

111、通出版社,1984</p><p>  [13]唐宇明.汽車轉(zhuǎn)向制動(dòng)系設(shè)計(jì)[M].南京:東南大學(xué)出版社,1998</p><p>  [14]Lijie Li;Hua jiang; Ou yang ;A. R. Abubakar; Numerical Analysis of Car Disc Brake Squeal Considering Thermal Effects [J],Spri

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113、,Steven C. Noe . Thermal cracking in disc brakes[J],2008</p><p><b>  致 謝</b></p><p>  經(jīng)過(guò)4個(gè)月的學(xué)習(xí),搜索,查閱,設(shè)計(jì)計(jì)算,繪圖,在劉老師的指導(dǎo)下,我終于完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。因此,我首先要感謝劉老師,是他在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)中給我的幫助和支持,才讓我順利的完成任務(wù)。老師嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的作風(fēng),

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